ZigbeeTäydellinen opas älykotiprotokollaan, laitteisiin & Asennus

Lyhyesti: Zigbee on vähän virtaa kuluttava langaton tiedonsiirtoprotokolla älykotilaitteille. Laitteet välittävät viestejä toisilleen mesh-verkossa, joten verkko vahvistuu laitteita lisättäessä. Sen käyttöön tarvitaan yksi keskitin (tai USB-tikku), ja eri valmistajien laitteet voivat käyttää samaa verkkoa.

Kenelle tämä opas on tarkoitettu

• Harkitset, sopiiko Zigbee kotiisi.
• Olet ottamassa käyttöön ensimmäisiä Zigbee-laitteitasi.
• Käytössäsi on Zigbee-verkko, josta laitteiden yhteys katkeaa, ja haluat tietää syyn siihen.

Mikä on Zigbee?

Zigbee on avoin langaton standardi, joka on kehitetty antureille, kytkimille, pistorasioille ja valaisimille. Se siirtää pieniä tietomääriä erittäin pienellä virrankulutuksella, minkä ansiosta Zigbee-ovianturi voi toimia vuosia yhdellä nappiparistolla.

Se käyttää maailmanlaajuisesti 2.4 GHz -taajuusaluetta. Toisin kuin Z-Wave-standardissa, siitä ei ole olemassa alueellisia versioita, joten taajuutta ei tarvitse tarkistaa ennen hankintaa.

Zigbee-standardia ylläpitää Connectivity Standards Alliance, joka vastaa myös Matter-standardista. Sen käyttöön ei liity maksuja tai tilauksia.

Miten Zigbee toimii?

Jokaisessa Zigbee-verkossa on kolmenlaisia laitteita:

• Koordinaattori. Yksi verkkoa kohden. Tämä on keskitin tai USB-tikku. Se muodostaa verkon, sallii laitteiden liittämisen ja ylläpitää sen tietoturvaa.
• Reitittimet. Verkkovirralla toimivat laitteet, kuten älypistorasiat, seinäkytkimet, himmentimet ja useimmat älylamput. Oman toimintansa lisäksi ne välittävät viestejä muille laitteille.
• Päätelaitteet. Paristokäyttöiset laitteet, kuten liike-, ovi- ja lämpötila-anturit sekä kaukosäätimet. Ne ovat suurimman osan ajasta lepotilassa virran säästämiseksi eivätkä välitä viestejä eteenpäin.

Tästä syystä Zigbeen ensimmäinen sääntö kuuluu: lisää ensin verkkovirralla toimivat laitteet ja sijoita ne tasaisesti eri puolille taloa. Pelkästä keskusyksiköstä ja paristokäyttöisistä antureista koostuvassa verkossa ei ole lainkaan mesh-toiminnallisuutta.

Zigbee 3.0, Zigbee 4.0 ja vanhemmat laitteet

Zigbee 3.0 on versio, johon kannattaa nykyään panostaa. Ennen sitä valaistus- ja kotiautomaatiolaitteet käyttivät erillisiä profiileja (kuten ZLL ja ZHA), jotka eivät aina toimineet yhdessä. Zigbee 3.0 yhdisti nämä, joten eri valmistajien sertifioidut laitteet jakavat yhden verkon ja samat säännöt. Se myös paransi tietoturvaa laitteiden liittyessä verkkoon.

Vanhemmat laitteet, joita joskus kuvataan nimillä Zigbee 1.2 tai Zigbee HA, liittyvät yleensä edelleen Zigbee 3.0 -keskusyksikköön. Ne saattavat olla liittymisvaiheessa vähemmän turvallisia, ja uusien hankkimisen sijaan ne on suositeltavaa korvata ajan myötä uudemmilla.

Zigbee 4.0 on uusin versio. Se tuo mukanaan vahvemman suojauksen, useiden laitteiden nopeamman samanaikaisen käyttöönoton sekä valinnaisen pitkän kantaman Suzi-tilan, joka hyödyntää matalampia radiotaajuuksia (Euroopassa 800 MHz:n taajuusaluetta). Se on taaksepäin yhteensopiva, joten Zigbee 3.0 -laitteet toimivat edelleen moitteettomasti, eikä uuden version odottamiseen ole tarvetta.

Tuotesivuillamme Teknologia-kentässä lukee "Zigbee 3.0", kun valmistaja on sen vahvistanut.

Mitkä laitteet käyttävät Zigbee-teknologiaa?

Zigbeetä käytetään tuhansissa tuotteissa sadoilta eri tuotemerkeiltä. Keskeisimmät laitetyypit ovat:

• AnturitLiike, ovi, lämpötila, vuoto ja savu
• PistorasiatOhjaa ja valvo kaikkia pistokkeellisia laitteita
• ModuulitUppoasennettavat kytkimet, himmentimet ja moottoriohjaimet
• SeinäkytkimetKorvaavat kytkimet ja himmentimet
• KaukosäätimetParistokäyttöiset seinäohjaimet ja käsiohjaimet
• LämmitysPatteriventtiilit ja termostaatit

Koska Zigbee 3.0 on yhtenäinen standardi, voit yhdistellä eri tuotemerkkejä vapaasti. Valitse kukin laite sen ominaisuuksien perusteella ja varmista sen jälkeen yhteensopivuus keskittimesi kanssa.

• LiiketunnistinParistokäyttöinen. Toimii vuosia yhdellä paristolla
• ÄlypistorasiaKytkee laitteen päälle/pois ja välittää viestejä eteenpäin
• Uppoasennettava moduuliAsennetaan nykyisen valokytkimen taakse
• KaukosäädinParistokäyttöiset painikkeet valoille ja tiloille
• USB-tikkuLisää Zigbee-tuen Home Assistant -järjestelmään

Tarvitsenko keskittimen Zigbeetä varten?

Kyllä, lähes poikkeuksetta. Zigbee-laitteet eivät voi liittyä suoraan Wi-Fi-verkkoon, joten Zigbee-verkon hallintaan ja sen yhdistämiseen puhelimeesi tarvitaan erillinen laite. Tämä laite on keskitin, jota kutsutaan myös ohjaimeksi, yhdyskäytäväksi tai sillaksi. Toimiva Zigbee-järjestelmä edellyttää kolmea elementtiä:

1. Ohjain, jossa on Zigbee-radioHubitatissa, Homey Prossa, Aeotec Smart Home Hubissa ja Fibaro Home Center 3:ssa se on sisäänrakennettuna. Home Assistant käyttää Zigbee USB -tikkua. Katso Älykodin ohjaimen valinta.
2. Kaksi tai kolme verkkovirralla toimivaa laitettaPistorasiat tai seinämoduulit muodostavat mesh-verkon. Sijoita ne keskittimen ja kodin kaukaisimpien nurkkien väliin.
3. Anturit ja kaukosäätimetLisää nämä viimeisenä niihin paikkoihin, joissa niitä käytetään.

Jos käytät Home Assistantia, valittavanasi on kaksi tapaa ajaa Zigbeetä. ZHA on sisäänrakennettu ja yksinkertaisempi aloittaa. Zigbee2MQTT on erillinen sovellus (aiemmin nimeltään add-on), joka tukee erittäin laajaa laitevalikoimaa ja tarjoaa enemmän hallintamahdollisuuksia. Molemmat toimivat samojen USB-tikkujen kanssa.

Ensimmäisen verkon käyttöönotto

1. Sijoita keskitin keskeiselle paikalle, etäälle Wi-Fi-reitittimestäsi. Metrin tai sitä pidempi etäisyys auttaa. Jos käytät USB-tikkua, aseta se lyhyeen USB-jatkojohtoon, jotta se pysyy irti tietokoneesta.
2. Lisää verkkovirralla toimivat laitteet ensin, aloittaen lähimpänä keskitintä olevista ja edeten ulospäin.
3. Lisää paristokäyttöiset laitteet suoraan niiden lopullisiin käyttöpaikkoihin. Anturi liittyy verkkoon lähimmän reitittimen kautta ja pysyy yleensä yhteydessä siihen. Jos pariliität sen keskittimen vieressä ja siirrät sen sitten autotalliin, yhteys saattaa katketa.
4. Anna verkolle aikaa. Reitit asettuvat ensimmäisen vuorokauden kuluessa. Aluksi hitaasti toimiva laite korjaantuu usein itsestään.

Laitteen asettaminen pariliitostilaan vaihtelee merkeittäin, mutta yleensä se tehdään pitämällä painiketta painettuna muutaman sekunnin ajan tai vetämällä suojaliuska irti paristosta. Vaiheet löytyvät kunkin laitteen käyttöohjeesta.

Zigbee vai Wi-Fi?

Wi-Fi on suunniteltu siirtämään suuria määriä dataa harvoille laitteille, kuten puhelimille, kannettaville tietokoneille ja televisioille. Zigbee on suunniteltu siirtämään pieniä viestejä useiden laitteiden välillä erittäin pienellä virrankulutuksella. Siksi Zigbee sopii paremmin antureille ja kytkimille: paristot kestävät vuosia viikkojen sijaan, eivätkä viisikymmentä laitetta ruuhkauta reititintäsi.

Monissa kodeissa käytetään molempia.

Aiheuttavatko ne häiriöitä toisilleen?

Zigbee ja 2.4 GHz:n Wi-Fi jakavat saman taajuusalueen. Ne toimivat yleensä rinnakkain ongelmitta, mutta voimakas Wi-Fi-signaali aivan Zigbee-keskittimen vieressä voi peittää sen alleen.

• Pidä keskitin tai tikku etäällä Wi-Fi-reitittimestä.
• Jos laitteiden yhteys katkeilee toistuvasti, vaihda Zigbee-kanava keskittimen asetuksista sellaiseksi, joka ei ole päällekkäinen Wi-Fi-kanavan kanssa. Kanavat 15, 20 ja 25 ovat tyypillisiä valintoja. Aseta Wi-Fi kiinteälle kanavalle "auto"-asetuksen sijaan, jotta ne pysyvät erillään.
• USB 3 -portit ja -asemat aiheuttavat häiriöitä tällä taajuusalueella. Jatkojohdon käyttö tikussa ratkaisee useimmat näistä ongelmista.

Kuinka monta laitetta ja kuinka pitkä kantama?

Zigbee-standardi mahdollistaa kymmeniä tuhansia laitteita yhdessä verkossa. Käytännössä rajan asettaa keskitin. Useimmat keskittimet hallitsevat noin 50 – muutama sata laitetta, joten tarkista valitsemasi mallin tekniset tiedot.

Sisätiloissa luotettava etäisyys laitteiden välillä on 10–20 metriä, mutta paksu kivi tai foliopintainen eriste voi lyhentää sitä. Koska jokainen verkkovirralla toimiva laite välittää viestejä eteenpäin, kokonaiskattavuus on huomattavasti laajempi kuin mikään yksittäinen siirtoväli. Jos kaukainen kulmaus jää katveeseen, lisää pistorasia tai kantamanlaajennin puoliväliin. Lisätietoja löydät kohdasta Luotettavan verkon rakentaminen.

Onko Zigbee turvallinen?

Zigbee salaa kaiken AES-128-salauksella, joka kuuluu samaan salausperheeseen kuin verkkopankkitoiminnassa käytettävä suojaus. Keskitin myöntää verkkonäppäimen kullekin laitteelle sen liittyessä verkkoon, ja Zigbee 3.0 -laitteet voivat käyttää yksilöllistä asennuskoodia, jolloin avainta ei koskaan lähetetä arvattavalla tavalla.

Mikään langaton järjestelmä ei ole täysin immuuni hyökkäyksille. Käytännön toimenpiteet ovat yksinkertaisia: hanki sertifioituja Zigbee 3.0 -laitteita, pidä keskittimen ohjelmisto ajan tasalla ja avaa verkko uusille liitännöille vain silloin, kun olet lisäämässä laitetta.

Toimiiko Zigbee Alexan, Google Homen ja Apple Homen kanssa?

Kyllä, keskittimen kautta. Useimmat keskittimet yhdistyvät Alexaan ja Google Homeen, jolloin niiden Zigbee-laitteet tulevat näkyviin puheohjausta ja rutiineja varten. Apple Home -tuki vaihtelee keskittimen mukaan, joten tarkista alustasi yhteensopivuus etukäteen.

Joissakin Amazon Echo -kaiuttimissa on myös integroitu Zigbee-radio, jolloin ne voivat toimia yksinkertaisena keskittimenä peruslaitteille. Erillinen ohjain tarjoaa huomattavasti enemmän: paikalliset automaatiot, laajemman laitetuen sekä yhden keskitetyn hallintapisteen.

Zigbee, Z-Wave vai Matter?

• Zigbee tarjoaa laajimman valikoiman kustannustehokkaita antureita, pistorasioita ja valaistusta, ja se toimii maailmanlaajuisesti yhdellä taajuudella.
• Z-Wave käyttää matalampaa taajuutta, joka läpäisee seinät tehokkaasti ja välttää Wi-Fi-häiriöt kokonaan. Laitteet ovat aluekohtaisia.
• Matter on uudempi standardi, jonka ansiosta laitteet toimivat Apple-, Google-, Amazon- ja SmartThings-järjestelmissä. Jotkin keskittimet voivat jakaa Zigbee-laitteensa Matter-järjestelmiin. Tarkista laitteesi ominaisuudet ennen käyttöönottoa.

Sinun ei tarvitse valita vain yhtä. Useimmat ohjaimet tukevat Zigbeetä muiden ohella, joten voit valita parhaan laitteen kuhunkin käyttötarkoitukseen. Katso Z-Wave vs Zigbee vs Matter ja Z-Wave explained.

Yleisiä ongelmia

• Anturi putoaa verkosta muutaman päivän kuluttua. Se on yleensä liian kaukana reitittimestä. Lisää verkkovirralla toimiva laite lähelle ja parita anturi uudelleen sen lopullisella paikalla.
• Laitteet lakkasivat vastaamasta älypistokkeen irrottamisen jälkeen. Kyseinen pistoke toimi reitittimenä. Pidä reitittimet virroitettuina tai parita kyseiset anturit uudelleen.
• Laite ei yhdisty. Nollaa laite, aseta keskitin uudelleen liittämistilaan ja kokeile paritusta muutaman metrin etäisyydellä reitittimestä. Varmista, että kyseessä on Zigbee-laite eikä saman tuotteen Wi-Fi- tai Thread-versio.
• Laite yhdistyy, mutta osa toiminnoista puuttuu. Keskitin ei välttämättä vielä tue kyseistä mallia täysin. Katso Will it work with my system?

Mitä tarvitset

• Zigbee controllers and USB sticks
• Kaikki Zigbee-laitteet
• Älypistokkeet ja uppoasennettavat moduulit mesh-verkon rakentamiseen
• Anturit